JP2000172353A - Constant voltage generation circuit - Google Patents
Constant voltage generation circuitInfo
- Publication number
- JP2000172353A JP2000172353A JP10349857A JP34985798A JP2000172353A JP 2000172353 A JP2000172353 A JP 2000172353A JP 10349857 A JP10349857 A JP 10349857A JP 34985798 A JP34985798 A JP 34985798A JP 2000172353 A JP2000172353 A JP 2000172353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- constant
- source
- voltage
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は閾値電圧が異なる複
数のMOSトランジスタを有する半導体装置に好適な定
電圧発生回路に関し、特に、低い参照電圧を発生するこ
とができる定電圧発生回路に関する。The present invention relates to a constant voltage generator suitable for a semiconductor device having a plurality of MOS transistors having different threshold voltages, and more particularly to a constant voltage generator capable of generating a low reference voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体装置において、温度依存及
び電源電圧依存が小さく一定電圧を発生する定電圧発生
回路が種々提案されている。特に、近時のダイナミック
ランダムアクセスメモリ(DRAM)製品では、各種の
内部電源を制御するため、一定の参照電圧VREFを内部
で発生する回路が必須となっている。また、DRAM製
品に組み込まれるNチャネルMOSトランジスタとして
は、一般に、少なくとも3種類の閾値電圧(Vt)を有
するトランジスタが使用されている。即ち、一般回路用
のノーマル閾値のトランジスタ、メモリセル用の高閾値
のトランジスタ及びセンスアンプ等用の低閾値のトラン
ジスタである。従来の参照電圧VREF発生回路として
は、バンドギャップ型とよばれる回路がある。図8は従
来の参照電圧VREF発生回路を示す回路図である。2. Description of the Related Art Conventionally, various types of constant voltage generating circuits for generating a constant voltage with a small dependence on temperature and power supply voltage in a semiconductor device have been proposed. In particular, in recent dynamic random access memory (DRAM) products, a circuit for internally generating a constant reference voltage V REF is essential in order to control various internal power supplies. Further, as an N-channel MOS transistor incorporated in a DRAM product, a transistor having at least three types of threshold voltages (Vt) is generally used. That is, a normal threshold transistor for a general circuit, a high threshold transistor for a memory cell, and a low threshold transistor for a sense amplifier and the like. As a conventional reference voltage V REF generation circuit, there is a circuit called a band gap type. FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional reference voltage V REF generation circuit.
【0003】従来の参照電圧VREF発生回路には、電源
電圧VCCがソースに供給され定電流源となるPチャネル
MOSトランジスタMP11、MP12及びMP13が
設けられている。各PチャネルMOSトランジスタMP
11、MP12及びMP13のゲートは共通接続され、
ゲート幅及びゲート長は等しく設定されている。このた
め、各PチャネルMOSトランジスタMP11、MP1
2及びMP13から流れる電流IMP11、IMP12及びI
MP13は相互に等しい。The conventional reference voltage V REF generating circuit is provided with P-channel MOS transistors MP11, MP12 and MP13 which are supplied with a power supply voltage V cc and serve as constant current sources. Each P-channel MOS transistor MP
11, the gates of MP12 and MP13 are commonly connected,
The gate width and gate length are set equal. Therefore, each P-channel MOS transistor MP11, MP1
Current flows from the second and MP13 I MP11, I MP12 and I
MP13 is equal to each other.
【0004】また、ドレインがPチャネルMOSトラン
ジスタMP11のドレインに接続されたNチャネルMO
SトランジスタMN11及びドレインがPチャネルMO
SトランジスタMP12のドレインに接続されたNチャ
ネルMOSトランジスタMN12が設けられている。N
チャネルMOSトランジスタMN11の閾値はノーマル
閾値であり、そのソースは接地されている。一方、Nチ
ャネルMOSトランジスタMN12の閾値もノーマル閾
値であり、そのソースには、他端が接地された抵抗R1
1が接続されている。また、NチャネルMOSトランジ
スタMN11及びMN12のゲートは共通接続されてい
る。An N-channel MOS transistor having a drain connected to the drain of a P-channel MOS transistor MP11 is provided.
S transistor MN11 and drain are P-channel MO
An N-channel MOS transistor MN12 connected to the drain of the S transistor MP12 is provided. N
The threshold value of the channel MOS transistor MN11 is a normal threshold value, and its source is grounded. On the other hand, the threshold value of the N-channel MOS transistor MN12 is also a normal threshold value, and its source is connected to a resistor R1 whose other end is grounded.
1 is connected. The gates of the N-channel MOS transistors MN11 and MN12 are commonly connected.
【0005】なお、PチャネルMOSトランジスタMP
11及びMP12のゲート幅とゲート長との比WP/LP
は、NチャネルMOSトランジスタMN11のゲート幅
とゲート長との比WN11/LN11及びMN12のゲート幅
とゲート長との比WN12/LN 12と比して十分小さく設定
されている。このため、電流IMP11(=IMP12)は十分
小さいものであり、NチャネルMOSトランジスタMN
11及びMN12は弱反転領域で動作する。また、比W
N12/LN12の値は比WN11/LN11の値の約10倍であ
る。Note that a P-channel MOS transistor MP
11 and MP12: ratio of gate width to gate width W P / L P
It is set sufficiently smaller than the ratio W N12 / L N 12 of the gate width to gate length ratio W N11 / L N11 and MN12 of the gate width and gate length of the N-channel MOS transistor MN11. Therefore, current I MP11 (= I MP12 ) is sufficiently small, and N-channel MOS transistor MN
11 and MN12 operate in the weak inversion region. Also, the ratio W
The value of N12 / LN12 is about ten times the value of the ratio WN11 / LN11 .
【0006】更に、PチャネルMOSトランジスタMP
13のドレインには、抵抗R12が接続されており、抵
抗12には、他端が接地されたダイオードD11が接続
されている。そして、PチャネルMOSトランジスタM
P13のドレインにおける電位が参照電圧VREFとして
出力される。Further, a P-channel MOS transistor MP
The drain of the resistor 13 is connected to a resistor R12, and the resistor 12 is connected to a diode D11 whose other end is grounded. And a P-channel MOS transistor M
The potential at the drain of P13 is output as the reference voltage VREF .
【0007】このように構成された従来の参照電圧V
REF発生回路においては、下記数式1乃至4が成立す
る。The conventional reference voltage V configured as described above
In the REF generation circuit, the following equations 1 to 4 hold.
【0008】[0008]
【数1】 (Equation 1)
【0009】[0009]
【数2】 (Equation 2)
【0010】[0010]
【数3】 (Equation 3)
【0011】[0011]
【数4】 (Equation 4)
【0012】但し、RR11及びRR12は夫々抵抗R11及
びR12の抵抗値、nはプロセスに依存する定数、kは
ボルツマン定数、qは電子の電荷量、mは下記数式5で
定義される値、VfはダイオードD11の順方向電圧、
Vgs(MN11)及びVgs(MN12)は夫々Nチャネ
ルMOSトランジスタMN11及びMN12のゲート−
ソース間電圧である。Here, R R11 and R R12 are resistance values of the resistors R11 and R12, n is a process-dependent constant, k is a Boltzmann constant, q is an electron charge, and m is a value defined by the following equation (5). , Vf are forward voltages of the diode D11,
V gs (MN11) and V gs (MN12) are the gates of N-channel MOS transistors MN11 and MN12, respectively.
This is a source-to-source voltage.
【0013】[0013]
【数5】 (Equation 5)
【0014】図9は横軸にゲート−ソース間電圧Vgsを
とり、縦軸にドレイン−ソース間電流Idsをとって、種
々の温度におけるNチャネルMOSトランジスタMN1
1及びMN12のIds−Vgs特性を示すグラフ図であ
る。なお、図9において、実線は25℃における両トラ
ンジスタのIds−Vgs特性を示し、2点鎖線は85℃に
おける両トランジスタのIds−Vgs特性を示している。FIG. 9 shows the gate-source voltage V gs on the horizontal axis and the drain-source current I ds on the vertical axis, and shows the N-channel MOS transistor MN1 at various temperatures.
Is a graph showing the I ds -V gs characteristics of 1 and MN12. In FIG. 9, the solid line indicates the I ds -V gs characteristics of both transistors at 25 ° C., a two-dot chain line shows the I ds -V gs characteristics of both transistors at 85 ° C..
【0015】弱反転領域でのMOSトランジスタ特性か
ら、NチャネルMOSトランジスタMN11及びMN1
2に同一の電流IMP11=IMP12を流している場
合、NチャネルMOSトランジスタMN11及びMN1
2のゲート−ソース間電圧V gsの差、即ち、抵抗R11
にかかる電圧VR11は、温度上昇に伴い増加する。つま
り、電圧VR11の温度係数は正である。従って、数式3
の第1項は電圧VR11に比例しているため、その温度係
数は正である。また、数式4におけるn、k及びqは全
て正の定数でから、高温(85℃)と常温(25℃)と
の間における電圧VR11の差は、mが大きい程大きくな
る。Is the MOS transistor characteristic in the weak inversion region?
From the N-channel MOS transistors MN11 and MN1
2 when the same current IMP11 = IMP12 is flowing
In this case, N-channel MOS transistors MN11 and MN1
2 gate-source voltage V gs, That is, the resistance R11
Voltage applied toR11Increases with increasing temperature. Toes
Voltage VR11Has a positive temperature coefficient. Therefore, Equation 3
Is the voltage VR11Is proportional to
The number is positive. Further, n, k and q in Equation 4 are all
High temperature (85 ° C) and normal temperature (25 ° C)
Voltage V betweenR11Is larger as m is larger.
You.
【0016】一方、周知のように、ダイオードD11の
順方向電圧Vfの温度係数は負である。即ち、温度上昇
に伴い、数式3の第2項に示す電圧Vfは低下する。従
って、数式3における第1項と第2項との温度係数は互
いに逆向きである。第1項は、mの値によって可変であ
るから、従来の参照電圧VREF発生回路においては、m
の値を調節することにより、第1項と第2項の温度係数
を打ち消し合うように設定している。On the other hand, as is well known, the temperature coefficient of the forward voltage Vf of the diode D11 is negative. That is, as the temperature rises, the voltage Vf shown in the second term of Equation 3 decreases. Therefore, the temperature coefficients of the first term and the second term in Expression 3 are opposite to each other. Since the first term is variable depending on the value of m, in the conventional reference voltage V REF generation circuit, m
Is adjusted so that the temperature coefficients of the first and second terms cancel each other.
【0017】また、図10は横軸に電源電圧VCCをと
り、縦軸に参照電圧VREF、電源電圧VCC及び抵抗R1
1の両端電位差VR11をとってこれらの関係を示すグラ
フ図である。mの値を適切に設定しているので、温度係
数を実質的にゼロとすることができる。この結果、図1
0に示すように、参照電圧VREFの温度依存性はほとん
どなくなっている。また、PチャネルMOSトランジス
タMP11、MP12及びMP13を流れる電流は、電
源電圧VCCに拘わらずほぼ一定であるから、図10に示
すように、参照電圧VREFの電源電圧VCC依存性も小さ
い。FIG. 10 shows the power supply voltage V CC on the horizontal axis and the reference voltage V REF , the power supply voltage V CC and the resistance R1 on the vertical axis.
FIG. 4 is a graph showing these relationships by taking a potential difference V R11 across the two terminals; Since the value of m is set appropriately, the temperature coefficient can be made substantially zero. As a result, FIG.
As shown in FIG. 0, the temperature dependency of the reference voltage V REF is almost eliminated. The current flowing through the P-channel MOS transistors MP11, MP12 and MP13, since a substantially constant regardless of the supply voltage V CC, as shown in FIG. 10, the power supply voltage V CC dependency of the reference voltage V REF is also small.
【0018】しかし、上述の参照電圧発生回路において
は、ダイオードD11が含まれているため、素子数が多
くなると共に、参照電圧VREFをダイオードD11の順
方向電圧Vf(約1.2V)より低い値にすることがで
きない。従って、将来の低電源電圧化において、参照電
圧VREFを下げることが困難になる。However, in the above-described reference voltage generation circuit, since the diode D11 is included, the number of elements is increased, and the reference voltage V REF is lower than the forward voltage Vf (about 1.2 V) of the diode D11. Cannot be a value. Therefore, it is difficult to lower the reference voltage V REF in a future reduction in power supply voltage.
【0019】そこで、飽和領域において動作するトラン
ジスタを備えた基準電圧発生回路が特開平9−1466
48号公報に開示されている。この公報に記載された従
来の基準電圧発生回路においては、飽和領域で動作する
バイポーラトランジスタからなるカレントミラー回路が
設けられている。A reference voltage generating circuit having a transistor operating in a saturation region is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-1466.
No. 48 discloses this. In the conventional reference voltage generation circuit described in this publication, a current mirror circuit including a bipolar transistor operating in a saturation region is provided.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平9−146648号公報に開示された従来の基準
電圧発生回路によっても、十分に小さい参照電圧を得る
ことはできないという問題点がある。However, there is a problem that a sufficiently small reference voltage cannot be obtained even by the conventional reference voltage generating circuit disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-146648.
【0021】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、十分に小さな参照電圧を得ることができる
定電圧発生回路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a constant voltage generating circuit that can obtain a sufficiently small reference voltage.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明に係る定電圧発生
回路は、第1及び第2の定電流源と、前記第1の定電流
源にドレインが接続されソースが接地に接続された第1
のトランジスタと、前記第2の定電流源にドレインが接
続されゲートが前記第1のトランジスタのゲートに接続
された第2のトランジスタと、この第2のトランジスタ
のソースと接地との間に接続された第1の抵抗と、を有
し、前記第1のトランジスタにおけるゲート幅をW1、
ゲート長をL1、前記第2のトランジスタにおけるゲー
ト幅W2、ゲート長をL2としたとき、数式(W1/L
1)で表される値と数式(W2/L2)で表される値と
が相違し、又は前記第1のトランジスタを流れる電流を
I1、前記第2のトランジスタを流れる電流をI2とし
たとき、電流I1と電流I2とが相違し、前記第1の抵
抗の両端間の電位差に比例する一定の電圧を発生させる
ことを特徴とする。A constant voltage generating circuit according to the present invention comprises a first and a second constant current source, and a first constant current source having a drain connected to the first constant current source and a source connected to the ground. 1
And a second transistor having a drain connected to the second constant current source and a gate connected to the gate of the first transistor, and a transistor connected between the source of the second transistor and ground. A first resistor having a gate width of W1;
When the gate length is L1, the gate width W2 and the gate length of the second transistor are L2, the equation (W1 / L
When the value represented by 1) is different from the value represented by the formula (W2 / L2), or when the current flowing through the first transistor is I1 and the current flowing through the second transistor is I2, The current I1 is different from the current I2, and a constant voltage proportional to a potential difference between both ends of the first resistor is generated.
【0023】本発明においては、第1及び第2のトラン
ジスタにおけるゲート幅及びゲート長又は電流が相違し
ているので、それらにより温度依存性及び電源電圧依存
性が極めて少ない基準電圧を得ることができる。このと
き、基準電圧の値は、第1の抵抗の両端間の電位差に比
例するものであるので、第1の抵抗の抵抗値を調節する
ことにより、所望の十分小さな基準電圧を得ることがで
きる。また、ダイオードは不要であるので、回路構成は
簡素化される。In the present invention, since the first and second transistors have different gate widths and gate lengths or currents, it is possible to obtain a reference voltage having extremely low temperature dependence and power supply voltage dependence. . At this time, since the value of the reference voltage is proportional to the potential difference between both ends of the first resistor, a desired sufficiently small reference voltage can be obtained by adjusting the resistance value of the first resistor. . Further, since no diode is required, the circuit configuration is simplified.
【0024】前記第1のトランジスタの閾値電圧の絶対
値は、前記第2のトランジスタのそれよりも高くてもよ
い。The absolute value of the threshold voltage of the first transistor may be higher than that of the second transistor.
【0025】また、前記第1のトランジスタの閾値電圧
の温度依存性は、前記第2のトランジスタのそれよりも
高く、数式(((W1/L1)/(W2/L2))×
(I1/I2))で表される値が1より大きくてもよ
く、前記第1のトランジスタの閾値電圧の温度依存性
は、前記第2のトランジスタのそれよりも低く、数式
(((W1/L1)/(W2/L2))×(I1/I
2))で表される値が1より小さくてもよい。The temperature dependence of the threshold voltage of the first transistor is higher than that of the second transistor, and is expressed by the formula (((W1 / L1) / (W2 / L2)) ×
The value represented by (I1 / I2) may be larger than 1, and the temperature dependence of the threshold voltage of the first transistor is lower than that of the second transistor, and the expression (((W1 / L1) / (W2 / L2)) × (I1 / I
The value represented by 2)) may be smaller than 1.
【0026】更に、前記第1の定電流源から流れる電流
と前記第2の定電流源から流れる電流とは相互に比例し
ていてもよい。Further, the current flowing from the first constant current source and the current flowing from the second constant current source may be mutually proportional.
【0027】更にまた、前記第1及び第2の定電流源か
ら流れる電流と比例する電流を流す第3の定電流源と、
この第3の定電流源のドレインに接続された第2の抵抗
と、を有することができる。A third constant current source for supplying a current proportional to the current flowing from the first and second constant current sources;
A second resistor connected to the drain of the third constant current source.
【0028】また、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗と
は、同一の導電層に形成されていてもよい。Further, the first resistor and the second resistor may be formed on the same conductive layer.
【0029】更に、前記第1乃至第3の定電流源は、夫
々ゲートが共通接続された定電流源用トランジスタを有
することができる。Further, each of the first to third constant current sources may include a constant current source transistor whose gate is commonly connected.
【0030】更にまた、前記第1乃至第3の定電流源か
ら選択された少なくとも1の定電流源は、前記定電流源
用トランジスタのドレイン−ソース間電圧を所定電圧以
下に保持する第1の保持用トランジスタを有することが
でき、前記第1及び第2のトランジスタのドレイン−ソ
ース間電圧を所定電圧以下に保持する第2の保持用トラ
ンジスタを有することができる。Still further, at least one constant current source selected from the first to third constant current sources is a first constant current source that holds a drain-source voltage of the constant current source transistor at a predetermined voltage or less. A holding transistor may be provided, and a second holding transistor for holding a drain-source voltage of the first and second transistors at a predetermined voltage or less may be provided.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る定電
圧発生回路について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図1は本発明の第1の実施例に係る定電圧発生
回路を示す回路図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a constant voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant voltage generating circuit according to a first embodiment of the present invention.
【0032】第1の実施例には、電源電圧VCCがソース
に供給され定電流源となるPチャネルMOSトランジス
タMP1、MP2及びMP3が設けられている。各Pチ
ャネルMOSトランジスタMP1、MP2及びMP3の
ゲートは共通接続され、ゲート幅及びゲート長は等しく
設定されている。このため、各PチャネルMOSトラン
ジスタMP1、MP2及びMP3から流れる電流
IMP1、IMP2及びIMP3は相互に等しい。The first embodiment is provided with P-channel MOS transistors MP1, MP2 and MP3 which are supplied with a power supply voltage V cc and serve as constant current sources. The gates of the P-channel MOS transistors MP1, MP2 and MP3 are commonly connected, and the gate width and the gate length are set equal. Therefore, the currents I MP1 , I MP2 and I MP3 flowing from the respective P-channel MOS transistors MP1, MP2 and MP3 are equal to each other.
【0033】また、ドレインがPチャネルMOSトラン
ジスタMP1のドレインに接続されたNチャネルMOS
トランジスタMN1及びドレインがPチャネルMOSト
ランジスタMP2のドレインに接続されたNチャネルM
OSトランジスタMN2が設けられている。Nチャネル
MOSトランジスタMN1の閾値はノーマル閾値であ
り、そのソースは接地されている。一方、NチャネルM
OSトランジスタMN2の閾値は低閾値であり、そのソ
ースには、他端が接地された抵抗R1が接続されてい
る。また、NチャネルMOSトランジスタMN1及びM
N2のゲートは共通接続されている。An N-channel MOS transistor having a drain connected to the drain of P-channel MOS transistor MP1
An N-channel transistor MN1 having a transistor MN1 and a drain connected to a drain of a P-channel MOS transistor MP2
An OS transistor MN2 is provided. The threshold value of the N-channel MOS transistor MN1 is a normal threshold value, and its source is grounded. On the other hand, N channel M
The threshold value of the OS transistor MN2 is a low threshold value, and the source thereof is connected to the resistor R1 whose other end is grounded. Also, N-channel MOS transistors MN1 and MN1
The gates of N2 are commonly connected.
【0034】なお、PチャネルMOSトランジスタMP
1及びMP2のゲート幅とゲート長との比WP/LPは、
NチャネルMOSトランジスタMN1のゲート幅とゲー
ト長との比WN1/LN1及びMN2のゲート幅とゲート長
との比WN2/LN2と比して十分小さく設定されている。
このため、電流IMP1(=IMP2)は十分小さいものであ
り、NチャネルMOSトランジスタMN1及びMN2は
弱反転領域で動作する。また、比WN2/LN2の値は比W
N1/LN1の値の約10倍である。The P-channel MOS transistor MP
The ratio W P / L P between the gate width and the gate length of 1 and MP2 is
The ratio is set to be sufficiently smaller than the ratio W N1 / L N1 of the gate width and the gate length of the N-channel MOS transistor MN1 and the ratio W N2 / L N2 of the gate width and the gate length of the MN2.
Therefore, current I MP1 (= I MP2 ) is sufficiently small, and N-channel MOS transistors MN1 and MN2 operate in the weak inversion region. The value of the ratio W N2 / L N2 is
It is about 10 times the value of N1 / LN1 .
【0035】更に、PチャネルMOSトランジスタMP
3のドレインには、他端が接地された抵抗R2が接続さ
れており、抵抗R2の両端電位差が参照電圧(基準電
圧)V REFとして出力される。Further, a P-channel MOS transistor MP
The resistor R2 whose other end is grounded is connected to the drain of
The potential difference between both ends of the resistor R2 is equal to the reference voltage (reference voltage).
Pressure) V REFIs output as
【0036】このように構成された第1の実施例に係る
定電圧発生回路においては、下記数式6乃至9が成立す
る。In the constant voltage generating circuit according to the first embodiment thus configured, the following equations 6 to 9 hold.
【0037】[0037]
【数6】 (Equation 6)
【0038】[0038]
【数7】 (Equation 7)
【0039】[0039]
【数8】 (Equation 8)
【0040】[0040]
【数9】 (Equation 9)
【0041】但し、RR1及びRR2は夫々抵抗R1及びR
2の抵抗値、mは下記数式10で定義される値、V
gs(MN1)及びVgs(MN2)は夫々NチャネルMO
SトランジスタMN1及びMN2のゲート−ソース間電
圧である。Where R R1 and R R2 are resistors R1 and R
2, m is a value defined by the following equation 10, V
gs (MN1) and V gs (MN2) are N-channel MOs, respectively.
This is a gate-source voltage of the S transistors MN1 and MN2.
【0042】[0042]
【数10】 (Equation 10)
【0043】従って、参照電圧VREFは電位差VR1の
(RR2/RR1)倍となるので、その大きさは任意の値に
設定することができる。また、mの値を適切に設定して
いるので、参照電圧VREFの温度係数を実質的にゼロと
することができる。Therefore, since the reference voltage V REF is (R R2 / R R1 ) times the potential difference V R1 , its magnitude can be set to an arbitrary value. Further, since the value of m is appropriately set, the temperature coefficient of the reference voltage V REF can be made substantially zero.
【0044】図2は横軸に電源電圧VCCをとり、縦軸に
参照電圧VREF、電源電圧VCC及び抵抗R1の両端電位
差VR1をとってこれらの関係を示すグラフ図である。図
2に示すように、本実施例においては、参照電圧VREF
の電源電圧VCC依存性も小さい。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the power supply voltage V CC on the horizontal axis and the reference voltage V REF , the power supply voltage V CC and the potential difference V R1 across the resistor R1 on the vertical axis. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the reference voltage V REF
Of the power supply voltage V CC is also small.
【0045】第1の実施例においては、mを約10とし
たが、次に、mを不適切な1とした場合の動作について
説明する。図3は横軸にゲート−ソース間電圧Vgsをと
り、縦軸にドレイン−ソース間電流Idsをとって、mが
1であるときの種々の温度におけるNチャネルMOSト
ランジスタMN1及びMN2のIds−Vgs特性を示すグ
ラフ図である。なお、図3において、実線は25℃にお
ける両トランジスタのIds−Vgs特性を示し、2点鎖線
は85℃における両トランジスタのIds−Vgs特性を示
している。また、mが1であるときには、電圧VR1は下
記数式11によっても表される。In the first embodiment, m is set to about 10. Next, an operation when m is inappropriately set to 1 will be described. FIG. 3 shows the gate-source voltage V gs on the horizontal axis and the drain-source current I ds on the vertical axis, and the I-channel MOS transistors MN1 and MN2 at various temperatures when m is 1. It is a graph which shows ds - Vgs characteristic. In FIG. 3, the solid line indicates the I ds -V gs characteristics of both transistors at 25 ° C., a two-dot chain line shows the I ds -V gs characteristics of both transistors at 85 ° C.. When m is 1, the voltage V R1 is also represented by the following equation (11).
【0046】[0046]
【数11】 [Equation 11]
【0047】但し、nはプロセスに依存する定数、kは
ボルツマン定数、qは電子の電荷量である。Here, n is a process-dependent constant, k is Boltzmann's constant, and q is the amount of electron charge.
【0048】mが1である場合、図3に示すように、8
5℃における電位差VR1は25℃におけるものよりも小
さい。即ち、電位差VR1の温度係数は負である。一方、
数式11における第1項は温度に拘わらずゼロである。
従って、第2項の温度係数は負である。When m is 1, as shown in FIG.
The potential difference V R1 at 5 ° C. is smaller than that at 25 ° C. That is, the temperature coefficient of the potential difference VR1 is negative. on the other hand,
The first term in Equation 11 is zero regardless of the temperature.
Therefore, the temperature coefficient of the second term is negative.
【0049】ここで、mの値を上昇させていくと、数式
11の第1項による影響が大きくなる。そして、第1の
実施例に示すように、mが約10となったときに参照電
圧V REFの温度依存性が実質的になくなる。しかし、更
にmの値を上昇させてしまうと、数式11の第1項の影
響が大きくなりすぎて、参照電圧VREFの温度依存性が
大きくなってしまう。Here, as the value of m is increased, the equation
The effect of the eleventh term becomes large. And the first
As shown in the embodiment, when m becomes about 10, the reference
Pressure V REFIs substantially no longer temperature dependent. However,
When the value of m is increased, the shadow of the first term
Sound is too large and the reference voltage VREFTemperature dependence of
It gets bigger.
【0050】図4は横軸にゲート−ソース間電圧Vgsを
とり、縦軸にドレイン−ソース間電流Idsをとって、種
々の温度におけるNチャネルMOSトランジスタMN1
及びMN2のIds−Vgs特性を示すグラフ図である。な
お、図4において、実線は25℃における両トランジス
タのIds−Vgs特性を示し、2点鎖線は85℃における
両トランジスタのIds−Vgs特性を示している。FIG. 4 shows the gate-source voltage V gs on the horizontal axis and the drain-source current I ds on the vertical axis, and shows the N-channel MOS transistor MN1 at various temperatures.
FIG. 10 is a graph showing I ds −V gs characteristics of MN2 and MN2. In FIG. 4, a solid line indicates an I ds -V gs characteristics of both transistors at 25 ° C., a two-dot chain line shows the I ds -V gs characteristics of both transistors at 85 ° C..
【0051】一般に、弱反転領域におけるゲート−ソー
ス間電圧Vgsに対するドレイン−ソース間電流Idsの値
(Ids−Vgs特性)は、ノーマル閾値のトランジスタと
低閾値のトランジスタとで相違しており、図4に示すよ
うに、本実施例においては、低閾値電圧のトランジスタ
の方がノーマル閾値電圧のトランジスタよりも温度依存
性が小さい。従って、数式11の第2項の温度係数は負
となる。一方、第1項におけるn、k及びqは全て正の
定数であり、Tは絶対温度であるから、第1項の温度係
数は正である。そして、本実施例においては、数式10
で定義されるmの値を約10とすることにより、第1項
と第2項との温度係数を打ち消し合うように設定してい
るのである。Generally, the value of the drain-source current I ds (I ds −V gs characteristic) with respect to the gate-source voltage V gs in the weak inversion region is different between a normal threshold transistor and a low threshold transistor. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the temperature dependence of the low threshold voltage transistor is smaller than that of the normal threshold voltage transistor. Therefore, the temperature coefficient of the second term of Expression 11 is negative. On the other hand, n, k, and q in the first term are all positive constants, and T is the absolute temperature, so the temperature coefficient of the first term is positive. Then, in the present embodiment, Expression 10
By setting the value of m defined by the above to about 10, the temperature coefficients of the first and second terms are set to cancel each other.
【0052】このように、本実施例によれば、電位差V
R1の温度係数を実質的にゼロとすることができるので、
この(RR2/RR1)倍の値となる参照電圧VREFの温度
係数を実質的にゼロにできる。従って、抵抗R1と抵抗
R2との抵抗値の比を適切に設定することにより、参照
電圧VREFの大きさを任意の値に設定することが可能で
ある。As described above, according to the present embodiment, the potential difference V
Since the temperature coefficient of R1 can be made substantially zero,
The temperature coefficient of the reference voltage V REF , which is (R R2 / R R1 ) times, can be made substantially zero. Therefore, by appropriately setting the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R2, the magnitude of the reference voltage V REF can be set to an arbitrary value.
【0053】また、従来必要とされているダイオード素
子が不要となるため、回路が簡素化される。更に、低閾
値のNチャネルMOSトランジスタは、DRAMにおい
ては、センスアンプ等にも使用されているので、本実施
例は、容易に製造することが可能である。Further, since the diode element conventionally required is not required, the circuit is simplified. Furthermore, since the low threshold N-channel MOS transistor is also used for a sense amplifier in a DRAM, the present embodiment can be easily manufactured.
【0054】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図5は本発明の第2の実施例に係る定電圧発生回
路を示す回路図である。なお、図5に示す第2の実施例
において、図1に示す第1の実施例と同一の構成要素に
は、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing a constant voltage generating circuit according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 5, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0055】第2の実施例においては、PチャネルMO
SトランジスタMP1とNチャネルMOSトランジスタ
MN1との間にPチャネルMOSトランジスタMP6及
びNチャネルMOSトランジスタMN3が接続されてい
る。また、PチャネルMOSトランジスタMP2とNチ
ャネルMOSトランジスタMN2との間にNチャネルM
OSトランジスタMN4が接続されている。Nチャネル
MOSトランジスタMN3及びMN4のゲートは共通接
続されている。In the second embodiment, the P-channel MO
A P-channel MOS transistor MP6 and an N-channel MOS transistor MN3 are connected between the S transistor MP1 and the N-channel MOS transistor MN1. An N-channel MOS transistor MP2 is connected between the P-channel MOS transistor MP2 and the N-channel MOS transistor MN2.
The OS transistor MN4 is connected. The gates of the N-channel MOS transistors MN3 and MN4 are commonly connected.
【0056】また、PチャネルMOSトランジスタMP
3と抵抗R2との間にPチャネルMOSトランジスタM
P7が接続されている。PチャネルMOSトランジスタ
MP6及びMP7のゲートは共通接続されており、そこ
にドレインが接続されたNチャネルMOSトランジスタ
MN5及びPチャネルMOSトランジスタMP5が設け
られている。PチャネルMOSトランジスタMP5のソ
ースには、ソースに電源電圧VCCが供給されるPチャネ
ルMOSトランジスタMP4が接続されている。The P-channel MOS transistor MP
3 and a resistor R2, a P-channel MOS transistor M
P7 is connected. The gates of the P-channel MOS transistors MP6 and MP7 are commonly connected, and an N-channel MOS transistor MN5 and a P-channel MOS transistor MP5 each having a drain connected thereto are provided. The source of the P-channel MOS transistor MP5 is connected to a P-channel MOS transistor MP4 whose source is supplied with the power supply voltage V CC .
【0057】なお、NチャネルMOSトランジスタMN
5のゲート幅とゲート長との比WN5/LN5は、Pチャネ
ルMOSトランジスタMP4及びMP5における比と比
して十分に小さく設定されている。このため、Pチャネ
ルMOSトランジスタMP6及びMP7のゲート電位
は、(VCC−2Vtp)程度となっている。なお、電圧V
tpは、PチャネルMOSトランジスタMP6及びMP7
の閾値電圧の絶対値である。Note that N-channel MOS transistor MN
5, the ratio W between the gate width and the gate lengthN5/ LN5Is P channel
Ratio and ratio in MOS transistors MP4 and MP5
It is set small enough. Therefore, P channel
Gate potential of MOS transistors MP6 and MP7
Is (VCC-2Vtp) Degree. Note that the voltage V
tpAre P-channel MOS transistors MP6 and MP7
Is the absolute value of the threshold voltage.
【0058】このように構成された第2の実施例に係る
定電圧発生回路においては、下記数式12乃至17が成
立する。In the constant voltage generating circuit according to the second embodiment thus configured, the following equations 12 to 17 hold.
【0059】[0059]
【数12】 (Equation 12)
【0060】[0060]
【数13】 (Equation 13)
【0061】[0061]
【数14】 [Equation 14]
【0062】[0062]
【数15】 (Equation 15)
【0063】[0063]
【数16】 (Equation 16)
【0064】[0064]
【数17】 [Equation 17]
【0065】但し、WN3、WN4、WN3及びWN6は、夫々
NチャネルMOSトランジスタMN3、MN4、MN5
及びMN6のゲート幅であり、LN3、LN4、LN3及びL
N6は、夫々NチャネルMOSトランジスタMN3、MN
4、MN5及びMN6のゲート長である。Here, W N3 , W N4 , W N3 and W N6 are N-channel MOS transistors MN3, MN4 and MN5, respectively.
And a gate width of the MN6, L N3, L N4, L N3 and L
N6 is an N-channel MOS transistor MN3, MN
4, the gate length of MN5 and MN6.
【0066】なお、mが1のときには、下記数式18が
成立する。When m is 1, the following equation 18 is established.
【0067】[0067]
【数18】 (Equation 18)
【0068】第2の実施例においては、PチャネルMO
SトランジスタMP1及びMP3のドレイン電位が、P
チャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電位と同
様に、(VCC−Vtp)程度に保持される。即ち、Pチャ
ネルMOSトランジスタMP1及びMP3のドレイン−
ソース間電圧Vdsが実質的に一定となる。従って、Pチ
ャネルMOSトランジスタMP1及びMP3のドレイン
電流の定電流特性は、第1の実施例よりも改善される。In the second embodiment, the P-channel MO
When the drain potentials of the S transistors MP1 and MP3 are P
Similar to the drain potential of the channel MOS transistor MP2, is held to a degree (V CC -V tp). That is, the drains of the P-channel MOS transistors MP1 and MP3
The source-to-source voltage V ds becomes substantially constant. Therefore, the constant current characteristics of the drain currents of the P-channel MOS transistors MP1 and MP3 are improved as compared with the first embodiment.
【0069】また、ゲートが共通接続されたNチャネル
MOSトランジスタMN3及びMN4によって、Nチャ
ネルMOSトランジスタMN1及びMN2のドレイン電
位が実質的に等しくなる。即ち、NチャネルMOSトラ
ンジスタMN2のドレイン−ソース間電圧Vdsも、Nチ
ャネルMOSトランジスタMN1と同様に、実質的に一
定となる。この結果、NチャネルMOSトランジスタM
N2のドレイン電流の定電流特性は、第1の実施例より
も改善される。The drain potentials of N-channel MOS transistors MN1 and MN2 are substantially equalized by N-channel MOS transistors MN3 and MN4 whose gates are commonly connected. That is, the voltage V ds between the drain and the source of the N-channel MOS transistor MN2 is substantially constant, similarly to the N-channel MOS transistor MN1. As a result, N-channel MOS transistor M
The constant current characteristic of the drain current of N2 is improved as compared with the first embodiment.
【0070】このように、第2の実施例によれば、定電
流源回路の改善により、第1の実施例と比して電源電圧
依存性がより一層低減される。As described above, according to the second embodiment, the power supply voltage dependency is further reduced as compared with the first embodiment by improving the constant current source circuit.
【0071】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。本実施例においては、第1の実施例における低閾
値のNチャネルMOSトランジスタの替わりにノーマル
閾値のNチャネルMOSトランジスタが設けられてお
り、このNチャネルMOSトランジスタとゲートが共通
接続されるノーマル閾値のNチャネルMOSトランジス
タの替わりに高閾値のNチャネルMOSトランジスタが
設けられている。図6は本発明の第3の実施例に係る定
電圧発生回路を示す回路図である。なお、図6に示す第
3の実施例において、図1に示す第1の実施例と同一の
構成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省
略する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a normal threshold N-channel MOS transistor is provided instead of the low threshold N-channel MOS transistor in the first embodiment, and a normal threshold N-channel MOS transistor whose gate is commonly connected is provided. A high threshold N-channel MOS transistor is provided instead of the N-channel MOS transistor. FIG. 6 is a circuit diagram showing a constant voltage generating circuit according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment shown in FIG. 6, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0072】第3の実施例においては、第1の実施例に
おけるNチャネルMOSトランジスタMN1の替わりに
高閾値のNチャネルMOSトランジスタMN1aが設け
られ、低閾値のNチャネルMOSトランジスタMN2の
替わりにノーマル閾値のNチャネルMOSトランジスタ
MN2aが設けられている。なお、NチャネルMOSト
ランジスタMN1aのゲート幅とゲート長との比WN1a
/LN1aの値はNチャネルMOSトランジスタMN2a
のゲート幅とゲート長との比WN2a/LN2aの値のm倍で
ある(m>1)。In the third embodiment, a high threshold N-channel MOS transistor MN1a is provided in place of the N-channel MOS transistor MN1 in the first embodiment, and a normal threshold is provided in place of the low threshold N-channel MOS transistor MN2. N-channel MOS transistor MN2a is provided. The ratio W N1a between the gate width and the gate length of the N-channel MOS transistor MN1a
/ L N1a is an N-channel MOS transistor MN2a
The ratio of the gate width to the gate length W N2a / L N2a is m times (m> 1).
【0073】このように構成された第3の実施例に係る
定電圧発生回路においては、下記数式19乃至20が成
立する。In the constant voltage generating circuit according to the third embodiment having the above-described configuration, the following equations (19) to (20) are satisfied.
【0074】[0074]
【数19】 [Equation 19]
【0075】[0075]
【数20】 (Equation 20)
【0076】[0076]
【数21】 (Equation 21)
【0077】[0077]
【数22】 (Equation 22)
【0078】従って、第1の実施例と同様に、参照電圧
VREFは電位差VR1の(RR2/RR1)倍となるので、そ
の大きさは任意の値に設定することができる。また、m
の値を適切に設定しているので、参照電圧VREFの温度
係数を実質的にゼロとすることができる。Therefore, as in the first embodiment, the reference voltage V REF is (R R2 / R R1 ) times the potential difference V R1 , and the magnitude can be set to an arbitrary value. Also, m
Is appropriately set, the temperature coefficient of the reference voltage V REF can be made substantially zero.
【0079】第3の実施例においては、mを1より大き
いものとしたが、次に、mを不適切な1とした場合の動
作について説明する。図7は横軸にゲート−ソース間電
圧V gsをとり、縦軸にドレイン−ソース間電流Idsをと
って、mが1であるときの種々の温度におけるNチャネ
ルMOSトランジスタMN1a及びMN2aのIds−V
gs特性を示すグラフ図である。なお、図7において、実
線は25℃における両トランジスタのIds−Vgs特性を
示し、2点鎖線は85℃における両トランジスタのIds
−Vgs特性を示している。また、mが1であるときに
は、電圧電圧VR1は下記数式23によっても表される。In the third embodiment, m is larger than 1.
Next, what happens when m is set to improper 1?
The work will be described. FIG. 7 shows the gate-source voltage on the horizontal axis.
Pressure V gsAnd the vertical axis represents the drain-source current IdsAnd
Thus, N channels at various temperatures when m is 1
I of the MOS transistors MN1a and MN2ads-V
gsIt is a graph which shows a characteristic. Note that in FIG.
The line shows the I of both transistors at 25 ° C.ds-VgsCharacteristics
And the two-dot chain line shows the Ids
-VgsThe characteristics are shown. Also, when m is 1,
Is the voltage VR1Is also represented by Equation 23 below.
【0080】[0080]
【数23】 (Equation 23)
【0081】但し、Vgs(MN1a)及びVgs(MN2
a)は、夫々トランジスタMN1a及びMN2aにおけ
るゲート−ソース間電圧である。However, V gs (MN1a) and V gs (MN2
a) is a gate-source voltage in the transistors MN1a and MN2a, respectively.
【0082】mが1である場合、図7に示すように、8
5℃における電位差VR1は25℃におけるものよりも小
さい。即ち、電位差VR1の温度係数は負である。一方、
数式23における第1項は温度に拘わらずゼロである。
従って、第2項の温度係数は負である。When m is 1, as shown in FIG.
The potential difference V R1 at 5 ° C. is smaller than that at 25 ° C. That is, the temperature coefficient of the potential difference VR1 is negative. on the other hand,
The first term in Expression 23 is zero regardless of the temperature.
Therefore, the temperature coefficient of the second term is negative.
【0083】一般に、弱反転領域におけるIds−Vgs特
性は、ノーマル閾値のトランジスタと高閾値のトランジ
スタとで相違しており、本実施例においては、高閾値電
圧のトランジスタの方がノーマル閾値電圧のトランジス
タよりも温度依存性が大きい。従って、数式23の第2
項の温度係数は負となる。一方、第1項におけるn、k
及びqは全て正の定数であり、Tは絶対温度であるか
ら、第1項の温度係数は正である。そして、本実施例に
おいては、数式23で定義されるmの値を1より大きい
適切な値(約10)に設定することにより、第1項と第
2項との温度係数を打ち消し合うように設定しているの
である。Generally, the I ds -V gs characteristics in the weak inversion region are different between the normal threshold voltage transistor and the high threshold voltage transistor. In this embodiment, the high threshold voltage transistor has the normal threshold voltage. Temperature dependence is greater than that of the transistor of FIG. Therefore, the second of equation 23
The temperature coefficient of the term is negative. On the other hand, n, k in the first term
And q are all positive constants, and T is the absolute temperature, so the temperature coefficient of the first term is positive. Then, in this embodiment, by setting the value of m defined by Expression 23 to an appropriate value (about 10) larger than 1, the temperature coefficients of the first and second terms are canceled. It is set.
【0084】このように、本実施例によっても、電位差
VR1の温度係数を実質的にゼロとすることができるの
で、この(RR2/RR1)倍の値となる参照電圧VREFの
温度係数を実質的にゼロにできる。従って、抵抗R1と
抵抗R2との抵抗値の比を適切に設定することにより、
参照電圧VREFの大きさを任意の値に設定することが可
能である。このとき、第1の実施例と同様に、参照電圧
VREFの温度依存性及び電源電圧依存性が極めて小さ
い。As described above, also in this embodiment, the temperature coefficient of the potential difference V R1 can be made substantially zero, so that the temperature of the reference voltage V REF which is a value that is (R R2 / R R1 ) times as large. The coefficient can be made substantially zero. Therefore, by appropriately setting the ratio of the resistance values of the resistors R1 and R2,
The magnitude of the reference voltage V REF can be set to an arbitrary value. At this time, as in the first embodiment, the temperature dependency and the power supply voltage dependency of the reference voltage V REF are extremely small.
【0085】また、従来必要とされているダイオード素
子が不要となるため、回路が簡素化される。更に、前述
のように、高閾値のNチャネルMOSトランジスタは、
DRAMにおいては、センスアンプ等にも使用されてい
るので、本実施例は、容易に製造することが可能であ
る。Further, since the diode element conventionally required is not required, the circuit is simplified. Further, as described above, the high threshold N-channel MOS transistor
In the DRAM, since this embodiment is also used for a sense amplifier and the like, this embodiment can be easily manufactured.
【0086】なお、第1乃至第3の実施例においては、
PチャネルMOSトランジスタMP1、MP2及びMP
3を流れる電流を等しい値に設定し、NチャネルMOS
トランジスタMN1に対するNチャネルMOSトランジ
スタMN2のゲート幅の比m(m>1)を適切に設定し
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電
流IMP1を電流IMP2の適切なM倍(M>1)となるよう
に設定しても、同様の効果が得られる。また、ゲート寸
法比mと、電流比Mの両方を調整するような構成として
も、同様の効果が得られる。In the first to third embodiments,
P-channel MOS transistors MP1, MP2 and MP
3 are set to the same value, and the N-channel MOS
While properly setting the ratio m (m> 1) of the gate width of N-channel MOS transistor MN2 for the transistor MN1, the present invention is not limited thereto, an appropriate current I MP1 current I MP2 The same effect can be obtained even if it is set to be M times (M> 1). Further, the same effect can be obtained by a configuration in which both the gate size ratio m and the current ratio M are adjusted.
【0087】また、以上の各実施例においては、Nチャ
ネルMOSトランジスタMN1及びMN2間では、ゲー
ト長を等しくしてゲート幅のみに相違をもたせている
が、ゲート幅を等しくしてゲート長のみに相違をもたせ
ても、ゲート幅及びゲート長の両方に相違をもたせて
も、同様の効果が得られる。In each of the above embodiments, the gate length is made equal between the N-channel MOS transistors MN1 and MN2 so that only the gate width is different. However, the gate width is made equal and only the gate length is changed. The same effect can be obtained even if a difference is made or both the gate width and the gate length are made different.
【0088】更に、前述の各実施例での抵抗R1及びR
2は、配線層又は拡散層から形成することができるが、
製造バラツキの影響を少なくするために、同一種類の配
線層又は拡散層から形成することが望ましい。Further, the resistors R1 and R
2 can be formed from a wiring layer or a diffusion layer,
In order to reduce the influence of manufacturing variations, it is desirable to form the wiring layers or diffusion layers of the same type.
【0089】更にまた、工程条件によっては、ノーマル
閾値のトランジスタより低閾値のトランジスタの方が弱
反転領域での温度依存性大きくなる場合も考えられる。
かかる場合には、m又はMの値を1より小さくすること
により、同様の効果が得られる。高閾値のトランジスタ
とノーマル閾値のトランジスタとの組み合わせについて
も同様である。Further, depending on the process conditions, it is conceivable that a transistor having a low threshold value has a greater temperature dependency in a weak inversion region than a transistor having a normal threshold value.
In such a case, the same effect can be obtained by making the value of m or M smaller than 1. The same applies to a combination of a high threshold transistor and a normal threshold transistor.
【0090】[0090]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第1の抵抗の両端間の電位差に比例する基準電圧が発生
されるので、第1の抵抗の抵抗値を調節することによ
り、所望の十分に低い基準電圧を得ることができる。こ
のため、将来の低電源電圧製品にも容易に適応すること
ができる。また、ダイオードは不要であるので、、回路
全体を簡素化することができる。更に、従来のDRAM
に使用されているトランジスタを使用することができる
ので、その製造工程を煩雑化することを防止できる。As described in detail above, according to the present invention,
Since a reference voltage proportional to the potential difference between both ends of the first resistor is generated, a desired sufficiently low reference voltage can be obtained by adjusting the resistance value of the first resistor. Therefore, it can be easily adapted to future low power supply voltage products. Further, since no diode is required, the entire circuit can be simplified. In addition, conventional DRAM
Can be used, so that the manufacturing process can be prevented from being complicated.
【図1】本発明の第1の実施例に係る定電圧発生回路を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant voltage generation circuit according to a first example of the present invention.
【図2】第1の実施例における電源電圧VCCと参照電圧
VREF、電源電圧VCC及び抵抗R1の両端電位差VR1を
との関係を示すグラフ図である。FIG. 2 is a graph showing a relationship among a power supply voltage V CC , a reference voltage V REF , a power supply voltage V CC, and a potential difference V R1 across a resistor R1 in the first embodiment.
【図3】mが1であるときの種々の温度におけるNチャ
ネルMOSトランジスタMN1及びMN2のIds−Vgs
特性を示すグラフ図である。FIG. 3 shows I ds −V gs of N-channel MOS transistors MN1 and MN2 at various temperatures when m is 1.
It is a graph which shows a characteristic.
【図4】第1の実施例の種々の温度におけるNチャネル
MOSトランジスタMN1及びMN2のIds−Vgs特性
を示すグラフ図である。4 is a graph showing the I ds -V gs characteristics of N-channel MOS transistors MN1 and MN2 at various temperatures of the first embodiment.
【図5】本発明の第2の実施例に係る定電圧発生回路を
示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a constant voltage generation circuit according to a second example of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施例に係る定電圧発生回路を
示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a constant voltage generation circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図7】mが1であるときの種々の温度におけるNチャ
ネルMOSトランジスタMN1a及びMN2aのIds−
Vgs特性を示すグラフ図である。FIG. 7 shows I ds − of N-channel MOS transistors MN1a and MN2a at various temperatures when m is 1.
It is a graph which shows Vgs characteristic.
【図8】従来の参照電圧VREF発生回路を示す回路図で
ある。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional reference voltage V REF generation circuit.
【図9】種々の温度におけるNチャネルMOSトランジ
スタMN11及びMN12のI ds−Vgs特性を示すグラ
フ図である。FIG. 9 shows N-channel MOS transistors at various temperatures.
I of Star MN11 and MN12 ds-VgsGraph showing characteristics
FIG.
【図10】従来の参照電圧発生回路における電源電圧V
CCと参照電圧VREF、電源電圧VC C及び抵抗R11の両
端電位差VR11との関係を示すグラフ図である。FIG. 10 shows a power supply voltage V in a conventional reference voltage generation circuit.
CC and the reference voltage V REF, is a graph showing the relationship between the potential difference across V R11 of the power supply voltage V C C and a resistor R11.
MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、M
P7、MP11、MP12、MP13;PチャネルMO
Sトランジスタ MN1、MN1a、MN2、MN2a、MN3、MN
4、MN5、MN11、MN12;NチャネルMOSト
ランジスタ R1、R2、R11、R12;抵抗MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MP6, M
P7, MP11, MP12, MP13; P channel MO
S transistor MN1, MN1a, MN2, MN2a, MN3, MN
4, MN5, MN11, MN12; N-channel MOS transistors R1, R2, R11, R12; resistors
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成11年10月26日(1999.10.
26)[Submission date] October 26, 1999 (1999.10.
26)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明に係る定電圧発生
回路は、第1及び第2の定電流源と、前記第1の定電流
源にドレインが接続されソースが接地に接続された第1
のトランジスタと、前記第2の定電流源にドレインが接
続されゲートが前記第1のトランジスタのゲートに接続
された第2のトランジスタと、この第2のトランジスタ
のソースと接地との間に接続された第1の抵抗と、を有
し、前記第1のトランジスタの閾値電圧の絶対値は、前
記第2のトランジスタの閾値電圧の絶対値よりも高く、
前記第1のトランジスタにおけるゲート幅をW1、ゲー
ト長をL1、前記第2のトランジスタにおけるゲート幅
W2、ゲート長をL2としたとき、数式(W1/L1)
で表される値と数式(W2/L2)で表される値とが相
違し、又は前記第1のトランジスタを流れる電流をI
1、前記第2のトランジスタを流れる電流をI2とした
とき、電流I1と電流I2とが相違し、前記第1の抵抗
の両端間の電位差に比例する一定の電圧を発生させるこ
とを特徴とする。A constant voltage generating circuit according to the present invention comprises a first and a second constant current source, and a first constant current source having a drain connected to the first constant current source and a source connected to the ground. 1
And a second transistor having a drain connected to the second constant current source and a gate connected to the gate of the first transistor, and a transistor connected between the source of the second transistor and ground. And a first resistor, wherein the absolute value of the threshold voltage of the first transistor is
Higher than the absolute value of the threshold voltage of the second transistor;
When the gate width of the first transistor is W1, the gate length is L1, and the gate width of the second transistor is W2 and the gate length is L2, a formula (W1 / L1) is obtained.
Is different from the value represented by the formula (W2 / L2), or the current flowing through the first transistor is represented by I
1. When a current flowing through the second transistor is I2, the current I1 is different from the current I2, and a constant voltage proportional to a potential difference between both ends of the first resistor is generated. .
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0023】本発明においては、第1及び第2のトラン
ジスタにおけるゲート幅及びゲート長又は電流が相違
し、第1のトランジスタの閾値電圧の絶対値が第2のト
ランジスタの閾値電圧の絶対値よりも高いので、それら
により温度依存性及び電源電圧依存性が極めて少ない基
準電圧を得ることができる。このとき、基準電圧の値
は、第1の抵抗の両端間の電位差に比例するものである
ので、第1の抵抗の抵抗値を調節することにより、所望
の十分小さな基準電圧を得ることができる。また、ダイ
オードは不要であるので、回路構成は簡素化される。In the present invention, the gate width and the gate length or the current of the first and second transistors are different, and the absolute value of the threshold voltage of the first transistor is the second transistor.
Since the absolute value of the threshold voltage of the transistor is higher than that of the transistor, a reference voltage having very little temperature dependency and power supply voltage dependency can be obtained. At this time, since the value of the reference voltage is proportional to the potential difference between both ends of the first resistor, a desired sufficiently small reference voltage can be obtained by adjusting the resistance value of the first resistor. . Further, since no diode is required, the circuit configuration is simplified.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0090[Correction target item name] 0090
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0090】[0090]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第1の抵抗の両端間の電位差に比例する基準電圧が発生
されるので、第1の抵抗の抵抗値を調節することによ
り、所望の十分に低い基準電圧を得ることができる。こ
のため、将来の低電源電圧製品にも容易に適応すること
ができる。また、ダイオードは不要であるので、回路全
体を簡素化することができる。更に、従来のDRAMに
使用されているトランジスタを使用することができるの
で、その製造工程を煩雑化することを防止できる。As described in detail above, according to the present invention,
Since a reference voltage proportional to the potential difference between both ends of the first resistor is generated, a desired sufficiently low reference voltage can be obtained by adjusting the resistance value of the first resistor. Therefore, it can be easily adapted to future low power supply voltage products. The diode is therefore not necessary, it is possible to simplify the overall circuitry. Further, since a transistor used in a conventional DRAM can be used, it is possible to prevent the manufacturing process from being complicated.
Claims (11)
定電流源にドレインが接続されソースが接地に接続され
た第1のトランジスタと、前記第2の定電流源にドレイ
ンが接続されゲートが前記第1のトランジスタのゲート
に接続された第2のトランジスタと、この第2のトラン
ジスタのソースと接地との間に接続された第1の抵抗
と、を有し、前記第1のトランジスタにおけるゲート幅
をW1、ゲート長をL1、前記第2のトランジスタにお
けるゲート幅W2、ゲート長をL2としたとき、数式
(W1/L1)で表される値と数式(W2/L2)で表
される値とが相違し、前記第1の抵抗の両端間の電位差
に比例する一定の電圧を発生させることを特徴とする定
電圧発生回路。A first transistor having a drain connected to the first constant current source and a source connected to ground; and a drain connected to the second constant current source. And a second transistor having a gate connected to the gate of the first transistor, and a first resistor connected between the source of the second transistor and ground. Assuming that the gate width of the first transistor is W1, the gate length is L1, and the gate width of the second transistor is W2 and the gate length is L2, the value represented by the equation (W1 / L1) and the equation (W2 / L2) And generating a constant voltage proportional to a potential difference between both ends of the first resistor.
定電流源にドレインが接続されソースが接地に接続され
た第1のトランジスタと、前記第2の定電流源にドレイ
ンが接続されゲートが前記第1のトランジスタのゲート
に接続された第2のトランジスタと、この第2のトラン
ジスタのソースと接地との間に接続された第1の抵抗
と、を有し、前記第1のトランジスタを流れる電流をI
1、前記第2のトランジスタを流れる電流をI2とした
とき、電流I1と電流I2とが相違し、前記第1の抵抗
の両端間の電位差に比例する一定の電圧を発生させるこ
とを特徴とする定電圧発生回路。2. A first and second constant current source, a first transistor having a drain connected to the first constant current source and a source connected to ground, and a drain connected to the second constant current source. And a second transistor having a gate connected to the gate of the first transistor, and a first resistor connected between the source of the second transistor and ground. The current flowing through one transistor is I
1. When a current flowing through the second transistor is I2, the current I1 is different from the current I2, and a constant voltage proportional to a potential difference between both ends of the first resistor is generated. Constant voltage generation circuit.
対値は、前記第2のトランジスタのそれよりも高いこと
を特徴とする請求項1又は2に記載の定電圧発生回路。3. The constant voltage generation circuit according to claim 1, wherein the absolute value of the threshold voltage of the first transistor is higher than that of the second transistor.
度依存性は、前記第2のトランジスタのそれよりも高
く、数式(((W1/L1)/(W2/L2))×(I
1/I2))で表される値が1より大きいことを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定電圧発生
回路。4. The temperature dependence of the threshold voltage of the first transistor is higher than that of the second transistor, and is expressed by the formula (((W1 / L1) / (W2 / L2)) × (I
4. The constant voltage generation circuit according to claim 1, wherein a value represented by (1 / I2)) is larger than 1.
度依存性は、前記第2のトランジスタのそれよりも低
く、数式(((W1/L1)/(W2/L2))×(I
1/I2))で表される値が1より小さいことを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定電圧発生
回路。5. The temperature dependence of the threshold voltage of the first transistor is lower than that of the second transistor, and is expressed by the formula (((W1 / L1) / (W2 / L2)) × (I
The constant voltage generation circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein a value represented by (1 / I2)) is smaller than 1.
記第2の定電流源から流れる電流とは相互に比例してい
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記
載の定電圧発生回路。6. The method according to claim 1, wherein a current flowing from the first constant current source and a current flowing from the second constant current source are proportional to each other. The constant voltage generation circuit as described.
電流と比例する電流を流す第3の定電流源と、この第3
の定電流源のドレインに接続された第2の抵抗と、を有
することを特徴とする請求項5に記載の定電圧発生回
路。7. A third constant current source for supplying a current proportional to a current flowing from the first and second constant current sources, and
And a second resistor connected to a drain of the constant current source.
同一の導電層に形成されていることを特徴とする請求項
7に記載の定電圧発生回路。8. The first resistor and the second resistor,
The constant voltage generation circuit according to claim 7, wherein the constant voltage generation circuit is formed on the same conductive layer.
ートが共通接続された定電流源用トランジスタを有する
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の定電圧発生回
路。9. The constant voltage generating circuit according to claim 7, wherein each of the first to third constant current sources has a transistor for a constant current source whose gate is commonly connected.
された少なくとも1の定電流源は、前記定電流源用トラ
ンジスタのドレイン−ソース間電圧を所定電圧以下に保
持する第1の保持用トランジスタを有することを特徴と
する請求項9に記載の定電圧発生回路。10. At least one constant current source selected from the first to third constant current sources is a first holding unit that holds a drain-source voltage of the constant current source transistor at a predetermined voltage or less. The constant voltage generating circuit according to claim 9, further comprising a transistor for use.
レイン−ソース間電圧を所定電圧以下に保持する第2の
保持用トランジスタを有することを特徴とする請求項1
乃至10のいずれか1項に記載の定電圧発生回路。11. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second holding transistor for holding a drain-source voltage of the first and second transistors at a predetermined voltage or less.
11. The constant voltage generation circuit according to any one of claims 10 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10349857A JP3024645B1 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Constant voltage generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10349857A JP3024645B1 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Constant voltage generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3024645B1 JP3024645B1 (en) | 2000-03-21 |
JP2000172353A true JP2000172353A (en) | 2000-06-23 |
Family
ID=18406598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10349857A Expired - Fee Related JP3024645B1 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Constant voltage generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3024645B1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007226627A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | Voltage regulator |
US7518452B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-04-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage-controlled current source and variable-gain amplifier |
CN101763132A (en) * | 2008-12-24 | 2010-06-30 | 精工电子有限公司 | Reference voltage circuit |
JP2010198092A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Seiko Instruments Inc | Constant current circuit |
CN102033564A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-27 | 精工电子有限公司 | Reference voltage circuit |
CN102193578A (en) * | 2010-02-04 | 2011-09-21 | 半导体元件工业有限责任公司 | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
US8680840B2 (en) | 2010-02-11 | 2014-03-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Circuits and methods of producing a reference current or voltage |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP10349857A patent/JP3024645B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007226627A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | Voltage regulator |
US7518452B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-04-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage-controlled current source and variable-gain amplifier |
US8013588B2 (en) | 2008-12-24 | 2011-09-06 | Seiko Instruments Inc. | Reference voltage circuit |
KR20100075394A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-02 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | Reference voltage circuit |
CN101763132A (en) * | 2008-12-24 | 2010-06-30 | 精工电子有限公司 | Reference voltage circuit |
KR101653000B1 (en) | 2008-12-24 | 2016-08-31 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | Reference voltage circuit |
JP2010198092A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Seiko Instruments Inc | Constant current circuit |
CN102033564A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-27 | 精工电子有限公司 | Reference voltage circuit |
CN102193578A (en) * | 2010-02-04 | 2011-09-21 | 半导体元件工业有限责任公司 | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
CN102193578B (en) * | 2010-02-04 | 2014-07-16 | 半导体元件工业有限责任公司 | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
US8878511B2 (en) | 2010-02-04 | 2014-11-04 | Semiconductor Components Industries, Llc | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
TWI499888B (en) * | 2010-02-04 | 2015-09-11 | Semiconductor Components Ind | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
KR101800600B1 (en) | 2010-02-04 | 2017-11-23 | 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 | Current-mode programmable reference circuits and methods therefor |
US8680840B2 (en) | 2010-02-11 | 2014-03-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Circuits and methods of producing a reference current or voltage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3024645B1 (en) | 2000-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7750726B2 (en) | Reference voltage generating circuit | |
US7053694B2 (en) | Band-gap circuit with high power supply rejection ratio | |
JP3097899B2 (en) | CMOS current source circuit | |
JP3519361B2 (en) | Bandgap reference circuit | |
JP2008015925A (en) | Reference voltage generation circuit | |
JP2000066749A (en) | Reference voltage generation circuit | |
US6184745B1 (en) | Reference voltage generating circuit | |
JP2000114891A (en) | Current source circuit | |
JP3818925B2 (en) | MOS type reference voltage generator | |
JP3024645B1 (en) | Constant voltage generator | |
US9874894B2 (en) | Temperature stable reference current | |
JP2006190946A (en) | Mos transistor having saturated current insensible to temperature and constant-voltage generator using the same | |
JPH0675648A (en) | Reference-current generating circuit | |
JP4355710B2 (en) | MOS type reference voltage generator | |
JPH09244758A (en) | Voltage and current reference circuit | |
JP2005044051A (en) | Reference voltage generating circuit | |
JP2550871B2 (en) | CMOS constant current source circuit | |
JP2006338434A (en) | Reference voltage generation circuit | |
JP6989214B2 (en) | Current generation circuit | |
JPH11312930A (en) | Differential amplifier | |
US20130328621A1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
KR102517460B1 (en) | Current generating circuit capable of compensating temperature variations using an active element | |
JPH10283048A (en) | Constant current circuit | |
US6731159B2 (en) | Mirroring circuit for operation at high frequencies | |
JPS62243422A (en) | Inverter circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080121 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090121 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |